ES2377052T3

ES2377052T3 - Electric conductor for an energy accumulator

Info

Publication number: ES2377052T3
Application number: ES09776458T
Authority: ES
Inventors: Wolfgang Langhoff
Original assignee: Steyr Daimler Puch Fahrzeugtechnik AG and Co KG; Amphenol Tuchel Electronics GmbH
Current assignee: Magna Steyr Fahrzeugtechnik GmbH and Co KG; Amphenol Tuchel Electronics GmbH
Priority date: 2008-07-28
Filing date: 2009-03-20
Publication date: 2012-03-22
Anticipated expiration: 2029-03-20
Also published as: WO2010012322A1; ATE534169T1; EP2304850B8; DE102008035169B3; US20110177380A1; ES2377052T8; EP2304850B1; EP2304850A1; JP5385385B2; JP2011529258A; US8815438B2

Abstract

The present invention relates to an electrical conductor for contacting, in parallel and/or series, a plurality of energy storage units (6) of an energy store to contacting connections (2) unmounted along the electrical conductor at a distance from each other for contacting positive poles (5′) and/or negative poles (5) of the energy storage units (6), and to a corresponding energy store. Existing technical problems are solved in that flexible segments (12) are provided between the contacting connectors.

Description

Conductor electrico para un acumulador de energia. La presente invencion se refiere a un conductor electrico para la conexion en paralelo y/o en serie de varias unidades de acumulacion de energia de un acumulador de energia con conexiones de contacto separadas entre si, fijadas a lo largo del conductor electrico, para conectar polos positivos y/o polos negativos de las unidades de acumulacion de energia asi como un acumulador de energia correspondiente. El documento DE-A-102004062676 da a conocer un conductor segun el preambulo de la reivindicacion 1. Los acumuladores de energia de este tipo se utilizan, por ejemplo, en vehiculos automoviles, en particular con propulsiones electricas o hibridas. Los acumuladores de energia consisten, usualmente, en varias celdas, las cuales estan conectadas electricamente. En particular, para vehiculos automoviles hibridos hay que conectar muchas celdas tanto en paralelo (para el aumento de la capacidad) como tambien en serie (para el aumento de la tension). En el tipo constructivo compacto exigido de los acumuladores de energia se producen, durante el funcionamiento del acumulador de energia, notables oscilaciones de la temperatura, dado que la temperatura del entorno esta sometida en el caso de vehiculos automoviles asimismo a oscilaciones notables. Ademas, persiste el problema tecnico de que, a ca usa de las elevadas corrientes, hay que prever secciones transversales de conducto considerables. Otro problema tecnico lo representan las vibraciones y los choques que aparecen durante el funcionamiento de los vehiculos automoviles. La invencion se plantea, por ello, el problema de proponer un conductor electrico asi como un acumulador de energia correspondiente, con el cual, a pesar de los problemas tecnicos planteados mencionados con anterioridad, se garantice un funcionamiento seguro con un apr ovechamiento optimo de m ateriales y, ademas, un m ontaje sencillo con la propension a averias lo mas pequena posible. Este problema se resuelve mediante las caracteristicas de las reivindicaciones 1 y 9. En las reivindicaciones dependientes se indican perfeccionamientos ventajosos de la invencion. En el marco de la invencion estan comprendidas tambien todas las combinaciones de por lo menos dos de las caracteristicas indicadas en la descripcion de las reivindicaciones y/o de las figuras. En caso de margenes de valores indicados los valores situados dentro de l os limites indicados deben valer como valores limite dados a conocer y ser exigibles en combinacion discrecional. La invencion se basa en la idea de prever un sistema de conexion flexible o un conductor electrico flexible con el cual se puedan compensar tolerancias de componentes y variaciones de longitud debidas a oscilaciones de la temperatura, lo cual se puede realizar mediante secciones flexibles entre las conexiones de conexion. Las secciones estan por ello fabricadas, preferentemente, con material flexible y no presentan componentes rigidos. Las secciones flexibles son al mismo tiempo, con ventaja, mas largas que las secciones de las conexiones de contacto, en especial por lo menos dos, preferentemente cinco, veces mas largas. En una estructuracion ventajosa de la invencion, las unidades de acumulacion de energia estan configuradas a modo de celdas de acumulador y el acumulador de energia esta configurado a modo de bloque de acumulador. En otra estructuracion de l a invencion, las conexiones de contacto estan configuradas a modo de plaquitas de contacto. Gracias a que el conductor electrico esta configurado a modo de conductor flexible, en especial no aislado, se puede realizar, por un lado, una seccion transversal grande y en la zona de las secciones flexibles esta garantizada la flexibilidad mediante el conductor flexible que se puede doblar con facilidad. Con la renuncia a un revestimiento se consigue la mayor flexibilidad posible. Ventajosamente, las conexiones de contacto presentan, en especial en el caso de conexiones en paralelo, una seccion transversal de conducto menor que el conductor flexible, con lo cual el espacio constructivo se puede mantener en la zona de las conexiones de celdas tan pequeno como sea posible. En la medida en que las conexiones de contacto para la conexion a los polos positivos esten formadas de otro material, en especial aluminio, que el material, en especial cobre o acero niquelado, que las conexiones de contacto para la conexion de los polos negativos, se consigue, por un lado, un contacto cualitativamente de alta calidad y, a causa de los problemas de corrosion lo menores posibles durante la combinacion de metales con potenciales de tension electroquimicos diferentes, se garantiza una larga vida de las conexiones de contacto. Con ventaja las plaquitas de contacto estan fabricadas con cinta plaqueada por laminacion. Se prefiere especialmente una forma de realizacion en la cual las conexiones de contacto a los polos positivos y/o a los polos negativos se puedan soldar. Electric conductor for an energy accumulator. The present invention relates to an electrical conductor for the parallel and / or series connection of several energy accumulation units of an energy accumulator with separate contact connections, fixed along the electrical conductor, to connect poles. positive and / or negative poles of the energy accumulation units as well as a corresponding energy accumulator. Document DE-A-102004062676 discloses a driver according to the preamble of claim 1. Energy accumulators of this type are used, for example, in motor vehicles, in particular with electric or hybrid drives. Energy accumulators usually consist of several cells, which are electrically connected. In particular, for hybrid car vehicles, many cells must be connected both in parallel (to increase the capacity) and also in series (to increase the voltage). In the required compact construction type of the energy accumulators, significant temperature fluctuations occur during the operation of the energy accumulator, given that the surrounding temperature is subject in the case of automobile vehicles also to notable oscillations. In addition, the technical problem persists that, in the case of high currents, considerable cross-sections of conduit must be provided. Another technical problem is represented by the vibrations and shocks that appear during the operation of automobile vehicles. The invention therefore raises the problem of proposing an electric conductor as well as a corresponding energy accumulator, with which, despite the aforementioned technical problems, a safe operation is guaranteed with an optimal sheep hauling of m and also a simple assembly with the propensity for breakdowns as small as possible. This problem is solved by the characteristics of claims 1 and 9. Advantageous improvements of the invention are indicated in the dependent claims. Within the framework of the invention all combinations of at least two of the characteristics indicated in the description of the claims and / or the figures are also included. In the case of margins of indicated values, the values within the indicated limits must be valid as known limit values and be required in a discretionary combination. The invention is based on the idea of providing a flexible connection system or a flexible electric conductor with which component tolerances and length variations due to temperature fluctuations can be compensated, which can be done by flexible sections between the connections of connection. The sections are therefore manufactured, preferably, with flexible material and do not have rigid components. The flexible sections are at the same time, with advantage, longer than the sections of the contact connections, especially at least two, preferably five, times longer. In an advantageous structure of the invention, the energy accumulation units are configured as an accumulator cell and the energy accumulator is configured as an accumulator block. In another structure according to the invention, the contact connections are configured as contact plates. Thanks to the fact that the electric conductor is configured as a flexible conductor, especially not insulated, a large cross section can be made on the one hand and in the area of the flexible sections flexibility is guaranteed by the flexible conductor that can be fold easily. With the renunciation of a coating, the greatest possible flexibility is achieved. Advantageously, the contact connections have, in particular in the case of parallel connections, a cross-section of conduit smaller than the flexible conductor, whereby the construction space can be maintained in the area of the cell connections as small as possible. To the extent that the contact connections for the connection to the positive poles are formed of another material, especially aluminum, than the material, especially copper or nickel-plated steel, than the contact connections for the connection of the negative poles, On the one hand, a qualitatively high quality contact is achieved and, because of the least possible corrosion problems during the combination of metals with different electrochemical voltage potentials, a long life of the contact connections is guaranteed. With advantage, the contact plates are made of tape plated by lamination. An embodiment in which the contact connections to the positive poles and / or the negative poles can be welded can be especially preferred.

Las conexiones de contacto presentan un lado de conexion de polo positivo y un lado de conexion de polo negativo estando formado el lado de conexion de polo positivo de otro material, en especial aluminio, que el material, en especial cobre, del lado de conexion de polo negativo. De esta manera, hay que fabricar unicamente una especie de conexiones de co ntacto, l o que t iene ef ectos positivos sobre los costes de produccion d e l as conexiones de contacto. The contact connections have a positive pole connection side and a negative pole connection side the positive pole connection side being formed of another material, especially aluminum, that the material, especially copper, of the connection side of Negative pole. In this way, it is only necessary to manufacture a kind of contact connections, which has positive effects on the production costs of the contact connections.

Gracias a la medida tecnica de que las conexiones de contacto esten fijadas mediante puntos de union en forma de conexiones en union positiva, en especial conexiones soldadas o engarzadas a presion, en el conductor electrico o esten sujetas a un conductor flexible, esta garantizada una conexion segura, incluso en caso de vibraciones fuertes Thanks to the technical measure that the contact connections are fixed by means of union points in the form of positive union connections, especially welded or crimped connections, in the electric conductor or are attached to a flexible conductor, a connection is guaranteed safe, even in case of strong vibrations

o choques, entre el conductor electrico y las conexiones de contacto. En la medida en que al mismo tiempo tenga lugar una conexion en union por material de las conexiones de contacto al polo positivo y/o el polo negativo de las unidades de acumulacion de energia, preferentemente mediante soldadura, esta practicamente excluida aqui una averia debida a la separacion de la conexion electrica. Como tecnologia de soldadura especialmente eficaz, se considera en el presenta caso de utilizacion la soldadura por laser o ultrasonido, teniendo lugar el paso hacia las unidades de acumulacion de energia mediante soldadura por laser y de las conexiones de contacto a la conduccion, en especial el conductor flexible, mediante soldadura por ultrasonido. Con ello se crea una conexion homogenea con una resistencia de transicion minima o lo menor posible. or crashes, between the electric conductor and the contact connections. To the extent that at the same time a joint connection takes place by material of the contact connections to the positive pole and / or the negative pole of the energy accumulation units, preferably by welding, a fault due to The separation of the electrical connection. As a particularly effective welding technology, laser or ultrasound welding is considered in the present case, taking place towards the units of energy accumulation by laser welding and of the contact connections to the conduction, especially the flexible conductor, by ultrasonic welding. This creates a homogeneous connection with a minimum or least possible transition resistance.

Ventajosamente, esta previsto en uno de los puntos de union un conductor de conexion de la tension de la celda, esta pr eferentemente s oldado co njuntamente, par a o btener, d urante un pr oceso de ca rga y dur ante el funcionamiento, informaciones seguras y sin perturbaciones acerca del estado de cada unidad de acumulacion de energia. Advantageously, a connection conductor of the cell tension is provided at one of the junction points, it is preferably soldered together, to obtain, during a carriage process and during operation, safe information and without disturbances about the state of each unit of energy accumulation.

Otras ventajas, caracteristicas y detalles de la invencion se pondran de manifiesto a partir de la descripcion de ejemplos de formas de realizacion preferidos asi como sobre la base de los dibujos, en los que: Other advantages, features and details of the invention will become apparent from the description of examples of preferred embodiments as well as on the basis of the drawings, in which:

la figura 1 muestra una vista en perspectiva de una seccion de un conductor electrico segun la invencion, y Figure 1 shows a perspective view of a section of an electric conductor according to the invention, and

la figura 2 muestra una vista en perspectiva de una seccion de una acumulador de energia segun la invencion. Figure 2 shows a perspective view of a section of an energy accumulator according to the invention.

La Figura 1 muestra una seccion de un conductor electrico segun la invencion, formado por un conductor flexible 1, el cual consiste en alambres individuales delgados y por ello es un conductor electrico que se puede doblar con facilidad. Ni los alambres individuales del conductor flexible 1 (hasta varios miles) ni el conductor flexible 1 como tal estan rodeados por un revestimiento aislante, sino que se tienden no aislados. Figure 1 shows a section of an electric conductor according to the invention, formed by a flexible conductor 1, which consists of thin individual wires and is therefore an electric conductor that can be easily bent. Neither the individual wires of the flexible conductor 1 (up to several thousand) nor the flexible conductor 1 as such are surrounded by an insulating sheath, but tend not insulated.

A lo largo del conductor flexible 1, estan agregadas unas plaquitas de contacto 2, 2' mediante unos puntos de union 3 con lo cual se establece un contacto electrico permanente e intimo entre las plaquitas de conexion 2, 2' y el conductor flexible 1. Along the flexible conductor 1, contact plates 2, 2 'are added by means of junction points 3 whereby a permanent and intimate electrical contact is established between the connection plates 2, 2' and the flexible conductor 1.

Las plaquitas de contacto 2, 2' son conectadas, a traves de secciones de sujecion 4, 4' a los polos 5, 5', representados en la Figura 2, de celdas de acumulador 6 del bloque de acumulador 7, y ello mediante soldadura. The contact plates 2, 2 'are connected, through clamping sections 4, 4' to the poles 5, 5 ', represented in Figure 2, of accumulator cells 6 of the accumulator block 7, and this by welding .

Para identificarla polaridadde los polos 5, 5' y la conexion correspondientemente correcta de las plaquitas de contacto 2, 2' al polo positivo 5' y al polo negativo 5 estan previstos medios de caracterizacion 8, 8', en especial en forma de orificios de diametros diferentes, en las secciones de sujecion 4, 4'. To identify the polarity of the poles 5, 5 'and the correspondingly correct connection of the contact plates 2, 2' to the positive pole 5 'and to the negative pole 5, characterization means 8, 8' are provided, especially in the form of holes different diameters, in clamping sections 4, 4 '.

Mediante los conductores de conexion de la tension dela celda 9 agregados al conductor flexible 1 se puede conectar la tension de celda de cada grupo de celdas 6, que estan conectadas mediante un conductor flexible 1, con lo cual es posible una evaluacion individual de los grupos de celdas de acumulador 6. La conexion del conductor de conexion de la tension de la celda 9 tiene lugar con ventaja mediante una conexion 10 la cual esta formada, preferentemente, como enchufe RADSOK. The cell voltage of each group of cells 6, which are connected by a flexible conductor 1, can be connected by means of the connection cables of the cell 9 added to the flexible conductor 1, whereby an individual evaluation of the groups is possible of accumulator cells 6. The connection of the voltage connection conductor of the cell 9 takes place with advantage by means of a connection 10 which is preferably formed as a RADSOK plug.

Entre las secciones de conexion 11, o, entre los puntos de union 3 estan previstas unas secciones 12 flexibles, las cuales estan formadas aqui por el propio conductor flexible 1, dado que la estructuracion como conductor flexible 1 y sin compactacion previa del conductor flexible en las zonas 12 flexibles asegura la flexibilidad de las zonas 12 flexibles, de manera que es posible una compensacion de tolerancia en todas las direcciones del sistema de coordenadas, tambien a lo largo de conductor flexible 1. Between the connection sections 11, or, between the connection points 3, flexible sections 12 are provided, which are formed here by the flexible conductor 1, given that the structure as a flexible conductor 1 and without prior compaction of the flexible conductor in flexible zones 12 ensures the flexibility of flexible zones 12, so that tolerance compensation is possible in all directions of the coordinate system, also along flexible conductor 1.

Un al ojamiento esp ecialmente ve ntajoso par a e l m ontaje y q ue a horra esp acio de l co nductor el ectrico en el acumulador de energia se realizamediantelaestructuracion de las plaquitas de contacto 2, 2' como plaquitas rectangulares con secciones de sujecion 4, 4' que sobresalen del conductor flexible 1. A special eye is particularly important for the assembly and that a special time of the electric conductor in the energy accumulator is carried out through the structuring of the contact plates 2, 2 'as rectangular inserts with clamping sections 4, 4' which protrude from the flexible conductor 1.

Las secciones de sujecion 4, las cuales son soldadas a los polos negativos 5, estan realizadas ventajosamente a partir de cobre o acero niquelado, mientras que las secciones de sujecion 4', que son soldadas a los polos positivos 5' de celdas de acumulador 6 estan realizadas, ventajosamente, a partir de aluminio, para que con los polos negativos 5 y los polos positivos 5' de las celdas de acumulador 6 esten realizados en materiales que correspondan con ello. The clamping sections 4, which are welded to the negative poles 5, are advantageously made from copper or nickel-plated steel, while the clamping sections 4 ', which are welded to the positive poles 5' of accumulator cells 6 they are advantageously made from aluminum, so that with the negative poles 5 and the positive poles 5 'of the accumulator cells 6 they are made of materials that correspond to it.

La conexion del acumulador de energia segun la Figura 2 puede tener lugar asimismo con ventaja mediante un enchufe/zocalo de conexion RADSOK. The connection of the energy accumulator according to Figure 2 can also take place with advantage by means of a RADSOK connection socket / socket.

De manera alternativa, las plaquitas de contacto 2, 2' pueden estar formadas con un lado de conexion de polo positivo y un lado de conexion de polo negativo, dispuesto opuesto. Alternatively, the contact inserts 2, 2 'can be formed with a positive pole connection side and a negative pole connection side, arranged opposite.

Conductor electrico para acumuladores de energia Electric conductor for energy accumulators

List of reference signs

1 conductor flexible 2, 2' plaquita de contacto 3 puntos de union 4, 4' secciones de sujecion 5, 5' polos (polo negativo, polo positivo) 6 celdas de acumulador 7 bloque de acumulador 8, 8' medio de caracterizacion 9 conductor de conexion de la tension de la celda 10 conexion 11 seccion de conexion 12 seccion flexible 1 flexible conductor 2, 2 'contact plate 3 junction points 4, 4' clamping sections 5, 5 'poles (negative pole, positive pole) 6 accumulator cells 7 accumulator block 8, 8' characterization medium 9 conductor of connection of the tension of the cell 10 connection 11 section of connection 12 flexible section

Claims

1.one.: Conductor electrico para la conexion en paralelo y/o en serie de varias unidades de acumulacion de energia (6) de un acumulador de energia con unas conexiones de contacto (2, 2') separadas entre si, fijadas a lo largo del conductor electrico, para conectar polos positivos (5') y/o polos negativos (5) de las unidades de acumulacion de energia (6), estando previstas entre la conexiones de contacto (2, 2') unas secciones (12) flexibles, caracterizado porque cada conexion de contacto presenta un lado de polo positivo y un lado de polo negativo, estando formado el lado de polo positivo a partir de un material distinto del material del lado de polo negativo. Electrical conductor for the parallel and / or series connection of several energy accumulation units (6) of an energy accumulator with contact connections (2, 2 ') separated from each other, fixed along the electrical conductor, to connect positive poles (5 ') and / or negative poles (5) of the energy accumulation units (6), flexible sections (12) being provided between the contact connections (2), characterized in that each The contact connection has a positive pole side and a negative pole side, the positive pole side being formed from a material other than the negative pole side material.

2.2.: Conductor electrico segun la reivindicacion 1, en el que las unidades de acumulacion de energia (6) estan configuradas a modo de celdas de acumulador (6) y los acumuladores de energia estan configurados a modo de bloques de acumulador (7). Electric conductor according to claim 1, wherein the energy accumulation units (6) are configured as accumulator cells (6) and the energy accumulators are configured as accumulator blocks (7).

3. 3.: Conductor electrico segun una de las reivindicaciones anteriores, en el que las conexiones de contacto estan configuradas a modo de plaquitas de contacto (2, 2'). Electric conductor according to one of the preceding claims, wherein the contact connections are configured as contact plates (2, 2 ').

4.Four.: Conductor electrico segun una de las reivindicaciones anteriores, en el que el conductor electrico esta configurado a modo de conductor flexible (1), en particular, no aislado. Electric conductor according to one of the preceding claims, wherein the electric conductor is configured as a flexible conductor (1), in particular, not insulated.

5.5.: Conductor electrico segun una de las reivindicaciones anteriores, en el que las conexiones de contacto (2, 2') presentan una seccion transversal de conducto menor que el conductor flexible (1). Electric conductor according to one of the preceding claims, wherein the contact connections (2, 2 ') have a smaller cross-section of the conduit than the flexible conductor (1).

6.6.: Conductor electrico segun una de las reivindicaciones anteriores, en el que el lado de conexion de polo positivo esta formado a partir de aluminio y el lado de conexion de polo negativo esta formado a partir de cobre. Electric conductor according to one of the preceding claims, wherein the positive pole connection side is formed from aluminum and the negative pole connection side is formed from copper.

7.7.: Conductor electrico segun una de las reivindicaciones anteriores, en el que las conexiones de contacto (2, 2') estan fijadas mediante unos puntos de union (3). Electric conductor according to one of the preceding claims, wherein the contact connections (2, 2 ') are fixed by means of junction points (3).

8.8.: Conductor electrico segun la reivindicacion 7, en elcual en uno de los puntos de union (3) esta previstoun conductor de conexion de la tension de la celda (9). Electrical conductor according to claim 7, in which at one of the junction points (3) a conductor for connection of the cell voltage (9) is provided.

9.9.: Acumulador de energia, en particular para vehiculos automoviles hibridos, que consiste en variasunidades de acumulacion de energia, estando las unidades de acumulacion de energia conectadas electricamente entre si, en paralelo y/o en serie, mediante conductores electricos segun una de las reivindicaciones anteriores. Energy accumulator, in particular for hybrid automobile vehicles, consisting of several energy accumulation units, the energy accumulation units being electrically connected to each other, in parallel and / or in series, by electric conductors according to one of the preceding claims.